[go: up one dir, main page]

RU2664869C1 - Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective - Google Patents

Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective Download PDF

Info

Publication number
RU2664869C1
RU2664869C1 RU2017107939A RU2017107939A RU2664869C1 RU 2664869 C1 RU2664869 C1 RU 2664869C1 RU 2017107939 A RU2017107939 A RU 2017107939A RU 2017107939 A RU2017107939 A RU 2017107939A RU 2664869 C1 RU2664869 C1 RU 2664869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scattering object
sonar
underwater
probe signal
variability
Prior art date
Application number
RU2017107939A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Федорович Кадыков
Вячеслав Константинович Кондратьев
Алексей Александрович Татаринов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2017107939A priority Critical patent/RU2664869C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2664869C1 publication Critical patent/RU2664869C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: sonar.
SUBSTANCE: invention relates to sonar, it can be used for subsea operations, underwater monitoring, for protection of various objects from the side of aquatic environment and ensures achievement of constant maximum possible detection range of underwater targets, as well as noise immunity in operation of sonar system. Method for sonar in shallow areas with operational control of variability of conditions for detecting underwater target is proposed, consisting of longitudinal wave sounding by radiator of water column and reception of probing signal reflected from underwater target, in which, simultaneously with detection of underwater target, reception of sounding signal reflected from scattering object at at least two points located at different distances from scattering object is also carried out, degree of attenuation of the energy of sounding signal reflected from scattering object is determined using data on intensity ratio of probe signal received in at least two points, and based on results of comparison of obtained energy value with threshold one, decision is taken to compensate for negative influence of present interference caused by variability of detection conditions of underwater target, while scattering object is located in probed area.
EFFECT: method of sonar in shallow areas is proposed with operational control of variability of conditions for detecting underwater target.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидролокации и может быть использовано при проведении подводных работ, контроле подводной обстановки и при охране различных объектов со стороны водной среды в изменчивых условиях работы гидролокационной системы, характерных, например, для мелководных прибрежных областей. В таких областях, с глубинами менее 5-10 м, при продольном волновом зондировании водной толщи наблюдается ряд факторов, вызывающих потери энергии распространяющихся в воде акустических сигналов. Это расширение фронта волны, пространственное затухание энергии акустических сигналов при распространении как в водной среде так и при многочисленных отражениях и рассеянии сигналов от дна и от волнующейся водной поверхности, а также рефракция звуковых лучей при распространении по неоднородно прогретому водному слою [1] и, кроме того, значительный фон естественных помех от ветра, дождя и волнения. В результате из-за суммарного влияния указанных факторов максимальная дальность обнаружения подводных целей, например, пловцов-нарушителей, в таких условиях может меняться значительно во времени: в зависимости от времени года, дня и ночи до нескольких часов, оказываясь практически не предсказуемой.The invention relates to the field of sonar and can be used when conducting underwater operations, monitoring the underwater situation and protecting various objects from the aquatic environment in the changing operating conditions of the sonar system, characteristic, for example, for shallow coastal areas. In such areas, with depths of less than 5-10 m, a number of factors are observed during longitudinal wave sounding of the water column that cause energy losses of acoustic signals propagating in the water. This is the expansion of the wave front, the spatial attenuation of the energy of acoustic signals during propagation both in the aquatic environment and during numerous reflections and scattering of signals from the bottom and from the vibrating water surface, as well as refraction of sound rays propagating through an inhomogeneously heated water layer [1] and, in addition to In addition, a significant background of natural interference from wind, rain and unrest. As a result, due to the combined influence of these factors, the maximum detection range of underwater targets, for example, offending swimmers, in such conditions can vary significantly over time: depending on the time of the year, day and night, up to several hours, it turns out to be almost unpredictable.

Для использовании описанного в патенте РФ №19160, опубл. 10.08.2001, комплексного стенда возникающая на практике необходимость экспериментального определения дальности обнаружения подводных объектов гидроакустическими средствами эвентуального наблюдателя в предпоходном планировании решается заданием известных среднестатистических экспериментальных данных для заданного времени года и района плавания, что возможно благодаря относительно стабильным условиям распространения звука в глубоководных областях акваторий. Однако это недостижимо для мелководных областей с их изменчивым характером условий обнаружения подводных целей.For use described in the patent of the Russian Federation No. 19160, publ. On August 10, 2001, a comprehensive test bench, the practical need for experimental determination of the detection range of underwater objects by sonar eventual observers in pre-trip planning is solved by setting the known average statistical experimental data for a given time of the year and navigation area, which is possible due to the relatively stable sound propagation conditions in deep-sea areas. However, this is unattainable for shallow areas with their variable nature of the conditions for the detection of underwater targets.

Известен способ обнаружения вторжения подводного объекта в контролируемую область натурного водоема, подразумевающий прием провзаимодействовавшего с подводной целью акустического сигнала после его отражения от отражателей, расположенных вдоль эллиптической поверхности для формирования диаграммы направленности зондирующих сигналов специальной формы и достижения повышения соотношения сигнал/шум в принимаемом сигнале (патент РФ №2150123, опубл. 27.05.2000). К основным недостаткам данного способа, принятого за прототип, можно отнести очень сложную в технической реализации систему расположения устройств (приемника, излучателя и отражателей) в среде, жестко располагаемых в фокусах эллиптической поверхности области непрерывного акустического пятна, подверженную влиянию переменчивости условий среды (погодные условия, течения, волнение водной поверхности и пр.). В условиях мелководных областей это приведет к постоянной необходимости изменения геометрической системы расположения устройств и, соответственно, к смещению «фокусировки» отраженных сигналов, не поступающих на приемники, и таким образом создающих разряженную зону в области непрерывного акустического пятна, способствующую скрытному пересечению объектом контролируемой области.There is a method of detecting an invasion of an underwater object in a controlled area of a natural reservoir, which involves receiving an acoustic signal that interacts with underwater purpose after reflection from reflectors located along an elliptical surface to form a radiation pattern of sounding signals of a special shape and to achieve an increase in the signal-to-noise ratio in the received signal (patent RF №2150123, publ. 27.05.2000). The main disadvantages of this method, adopted as a prototype, can be attributed to a very complicated technical implementation system for the arrangement of devices (receiver, emitter and reflectors) in a medium rigidly located in the foci of an elliptical surface of a continuous acoustic spot region, subject to the influence of variability of environmental conditions (weather conditions, currents, waves of the water surface, etc.). In shallow water areas, this will lead to the constant need to change the geometric arrangement of devices and, accordingly, to shift the “focusing” of the reflected signals that do not arrive at the receivers, and thus create a discharged zone in the area of a continuous acoustic spot, which contributes to the hidden object crossing the controlled area.

Можно предположить, что для получения необходимой информации по распространению звука в условиях мелководных областей достаточно выполнить расчеты потерь, исходя из параметров и свойств мелководной среды, в которой распространяется звук, однако эти расчеты громоздки и сложны, как это следует из различных руководств, и, кроме того, требуют знания исходных параметров среды с учетом их изменений в оперативном режиме, например, знаний вертикального распределения скорости звука в водном слое и характера волнения, а также типа грунта и рельефа дна. При этом неизбежны значительные неточности и ошибки и, главное, теряется оперативность получения результата.It can be assumed that in order to obtain the necessary information on sound propagation in shallow water areas, it is sufficient to perform loss calculations based on the parameters and properties of the shallow water environment in which sound propagates, however, these calculations are cumbersome and complicated, as follows from various manuals, and, in addition to In addition, they require knowledge of the initial parameters of the environment, taking into account their changes in the on-line mode, for example, knowledge of the vertical distribution of the speed of sound in the water layer and the nature of the waves, as well as the type of soil and topography and the bottom. In this case, significant inaccuracies and errors are inevitable and, most importantly, the efficiency of obtaining the result is lost.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении заявленного изобретения, является организация в процессе работы гидролокационной системы получения оперативной информации о влиянии потерь энергии гидроакустических сигналов и их изменчивости, а также фона помех на эффективность обнаружения подводных целей для возможной компенсации нежелательных последствий данных факторов посредством осуществления на практике в оперативном порядке необходимых мероприятий.A technical problem that can be solved during the implementation of the claimed invention is the organization during operation of the sonar system to obtain operational information about the influence of energy losses of sonar signals and their variability, as well as the background of interference on the detection efficiency of underwater targets to possibly compensate for the undesirable consequences of these factors by practice in an expeditious manner necessary measures.

Такими мероприятиями могут быть увеличение или уменьшение уровня излучаемого зондирующего сигнала или изменение его частоты, выбор ширины диаграммы направленности излучаемого или принимаемого отраженного зондирующего сигнала и т.д., вплоть до перехода к известным способам гидролокации, обладающим преимуществами по дальности обнаружения целей, например, способу параметрической гидролокации, при котором дальность увеличивается за счет создания узкого сектора низкочастотного излучения зондирующих сигналов, когда снижаются потери энергии звука, или способам вынесенного приема, описанным в патентах РФ №№2358289, 2383899, 2461844, при которых отраженные от объекта зондирующие сигналы регистрируются приемником или приемниками, вынесенными в зону облучения ближе к цели, где уровни регистрируемых сигналов существенно более высокие по сравнению с их приемом на приемник, совмещенный с излучателем гидролокатора.Such measures can be an increase or decrease in the level of the radiated sounding signal or a change in its frequency, the choice of the radiation pattern width of the radiated or received reflected sounding signal, etc., up to the transition to known sonar methods that have advantages in terms of target detection, for example, a method parametric sonar, in which the range increases due to the creation of a narrow sector of low-frequency radiation of the probing signals, when energy losses are reduced sound methods, or methods of remote reception described in RF patents Nos. 2358289, 2383899, 2461844, in which sounding signals reflected from an object are recorded by a receiver or receivers brought into the irradiation zone closer to the target, where the levels of the recorded signals are significantly higher compared to their reception at the receiver, combined with the sonar emitter.

Техническим результатом заявленного изобретения является достижение постоянной максимально возможной дальности обнаружения подводных целей, а также помехоустойчивости в работе гидролокационной системы за счет оперативной оценки общих потерь энергии гидроакустических сигналов в контролируемой (зондируемой) мелководной области.The technical result of the claimed invention is to achieve a constant maximum possible detection range of underwater targets, as well as noise immunity in the operation of the sonar system due to the rapid assessment of the total energy loss of sonar signals in a controlled (probed) shallow area.

Для достижения заявленного технического результата предложен способ гидролокации в мелководных областях с оперативным контролем изменчивости условий обнаружения подводной цели, заключающийся в продольном волновом зондировании излучателем водной толщи и приеме отраженного от подводной цели зондирующего сигнала, в котором одновременно с обнаружением подводной цели дополнительно осуществляют прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала в по меньшей мере двух точках, расположенных на разном расстоянии от рассеивающего объекта, определяют степень затухания энергии отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала с использованием данных об отношении интенсивностей зондирующего сигнала, принятого в упомянутых по меньшей мере двух точках, и по результатам сравнения полученного значения энергии с пороговым принимают решение о компенсации негативного влияния присутствующих помех, вызванных изменчивостью условий обнаружения подводной цели, при этом рассеивающий объект располагают в зондируемой области.To achieve the claimed technical result, a method for sonar in shallow areas with operational control of variability of conditions for detecting an underwater target is proposed, which consists in longitudinal wave sensing by an emitter of a water column and receiving a sounding signal reflected from an underwater target, in which, simultaneously with the detection of an underwater target, an additional reflection from the scattering target is carried out the probe signal at at least two points located at different distances from the scattering of the sensing object, the degree of attenuation of the energy of the probe signal reflected from the scattering object is determined using data on the ratio of the intensities of the probing signal received at the aforementioned at least two points, and, based on the results of comparing the obtained energy value with the threshold, they decide to compensate for the negative effect of the present interference caused by the variability of the detection conditions of the underwater target, while the scattering object is located in the probed area.

В частных случаях реализации предложенного способа для продольного волнового зондирования используют излучатель зондирующего сигнала, совмещенный с его приемником, а прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала осуществляют на по меньшей мере два приемника, вынесенных в зондируемую область между излучателем и рассеивающим объектом. Прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала также могут осуществлять на подвижный приемник. Рассеивающим объектом может быть специально введенный в гидролокационную систему стационарный имитатор подводной цели (желательно наполненный воздухом сферический объект), а также сама подводная цель. В предложенном способе в знаменателе отношения интенсивностей зондирующего сигнала могут использовать интенсивность сигнала в наиболее близкой к рассеивающему объекту точке приема.In particular cases of the implementation of the proposed method, a probe signal emitter combined with its receiver is used for longitudinal wave sensing, and a probe signal reflected from the scattering object is received at least two receivers located in the probed region between the emitter and the scattering object. A probe signal reflected from a scattering object can also be received at a mobile receiver. The scattering object can be a stationary underwater target simulator (preferably a spherical object filled with air) specially introduced into the sonar system, as well as the underwater target itself. In the proposed method, the denominator of the ratio of the intensities of the probing signal can use the signal intensity at the point of reception closest to the scattering object.

Структурная схема частного случая реализации заявленного способа показана на фиг. 1, где 1 - излучатель зондирующих сигналов, совмещенный с приемником; 2 - приемники, вынесенные в зону облучения; 3 - рассеивающий объект, находящийся в зондируемой зоне.The structural diagram of a particular case of the implementation of the claimed method is shown in FIG. 1, where 1 is the probe emitter combined with the receiver; 2 - receivers placed in the irradiation zone; 3 - scattering object located in the probed zone.

На фиг. 2 представлена осциллограмма регистрации излучаемого и отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала, где 4 - излучаемый зондирующий сигнал; 5 - отраженный от рассеивающего объекта зондирующий сигнал на фоне помех. По горизонтальной оси на фиг. 2 отложено отсчитываемое от излучателя расстояние, а по вертикали - уровень принимаемого зондирующего сигнала.In FIG. 2 shows an oscillogram of registration of a probe signal emitted and reflected from a scattering object, where 4 is a probe signal emitted; 5 - a probe signal reflected from a scattering object against a background of interference. On the horizontal axis in FIG. 2, the distance measured from the emitter is plotted, and the vertical level is the level of the received sounding signal.

Потеря энергии (степень ее затухания) отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала при его прохождении в водном слое расстояния r от рассеивающего объекта к приемнику может быть оценена путем определения коэффициента затухания энергии β в дБ/км данного сигнала. Известно выражение для интенсивности принимаемого сигнала, учитывающее, кроме зависимости интенсивности от пространственного затухания волны, также расширение фронта волны при ее удалении от рассеивающего объекта:The loss of energy (the degree of its attenuation) of the probe signal reflected from the scattering object as it travels in the water layer the distance r from the scattering object to the receiver can be estimated by determining the energy attenuation coefficient β in dB / km of this signal. The expression for the intensity of the received signal is known, taking into account, in addition to the dependence of the intensity on the spatial attenuation of the wave, also the expansion of the wave front when it is removed from the scattering object:

I~r-2 10-0,1βr.I ~ r -2 10 -0.1βr .

Обозначим приемники 2 (фиг. 1) между рассеивающим объектом и излучателем зондирующих сигналов как П1, П2, …, Пn, тогда расстояние r от рассеивающего объекта до каждого из приемником будет соответственно r1, r2, …rn.Denote the receivers 2 (Fig. 1) between the scattering object and the probe emitter as P 1 , P 2 , ..., P n , then the distance r from the scattering object to each of the receivers will be r 1 , r 2 , ... r n, respectively.

Зондирующий сигнал от излучателя достигает рассеивающего объекта и, отразившись от него, приобретает некоторую интенсивность I. Этот отраженный и рассеянный объектом сигнал должен совершить еще обратный путь к n приемникам (n больше или равно 1), где его интенсивность уменьшается соответственно до I1, I2, …, In в результате расхождения фронта волны, потерь энергии из-за поглощения в воде и многократных отражений от дна и водной поверхности.The probe signal from the emitter reaches the scattering object and, reflected from it, acquires a certain intensity I. This reflected and scattered by the object signal must also make the return route to n receivers (n is greater than or equal to 1), where its intensity decreases to I 1 , I, respectively 2 , ..., I n as a result of the divergence of the wave front, energy losses due to absorption in water and multiple reflections from the bottom and the water surface.

Для отношений I2/I1, …In/I1, определяющих снижение уровня отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала при прохождении расстояний r1, r2, …rn до одного или нескольких приемников, предложены выражения:For the relations I 2 / I 1 , ... I n / I 1 , which determine the decrease in the level of the probe signal reflected from the scattering object when passing distances r 1 , r 2 , ... r n to one or more receivers, the expressions are proposed:

Figure 00000001
Figure 00000001

При этом в формировании отношений могут быть использованы любые другие их комбинации из имеющегося набора.Moreover, in the formation of relations, any other combinations of them from the existing set can be used.

В полученных таким образом уравнениях значения интенсивности зондирующего сигнала I измеряются в точках приема единовременно или с заданной периодичностью, расстояния r1, r2, …rn заданы или легко могут быть измерены. Величина β может быть определена путем решения одного указанного уравнения или, например, путем получения усредненного значения при решении нескольких уравнений.In the equations thus obtained, the values of the intensity of the probe signal I are measured at the receiving points at a time or with a given frequency, the distances r 1 , r 2 , ... r n are given or can easily be measured. The value of β can be determined by solving one specified equation or, for example, by obtaining an average value when solving several equations.

Возможны различные варианты практического выполнения и использования заявленного способа, например помещение в контролируемую зону излучателя, рассеивающего объекта и совокупности приемников, для проведения относительно длительных наблюдений регистрируемых приемниками отраженных от рассеивающего объекта зондирующих сигналов и их возможной изменчивости, вызываемой различными факторами, например волнением или сезонными изменениями условий распространения звука в водном слое. Другой вариант практической реализации заявленного способа предназначен для проведения оперативных замеров и может содержать ограниченное число приемников, вплоть до одного, местоположение которых между излучателем и рассеивающим объектом определяют в процессе проведения замеров.There are various options for the practical implementation and use of the inventive method, for example, placing a radiator, a scattering object and a set of receivers in a controlled zone to conduct relatively long-term observations of the probing signals reflected from the scattering object by the receivers and their possible variability caused by various factors, for example, excitement or seasonal changes sound propagation conditions in the water layer. Another option for the practical implementation of the claimed method is intended for on-line measurements and may contain a limited number of receivers, up to one, the location of which between the emitter and the scattering object is determined during the measurements.

Предложенный способ был опробован в реальных условиях озера Бисерово Московской области с глубинами 2-3 м, где наблюдались характерные для мелководных областей негативные факторы и потребовалось проведение необходимых мероприятий по увеличению дальности обнаружения подводных целей. На фиг. 2 представлен результат регистрации отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала одним из приемников 2 в эксперименте, вынесенным на 30 м от излучателя 1 по направлению излучения. То есть расстояние от данного приемника 2 до рассеивающего объекта 3 составило 300 м. Расстояние от излучателя 1 до рассеивающего объекта 3 равнялось 330 м. В эксперименте второй приемник был совмещен с излучателем 1.The proposed method was tested in real conditions of Lake Biserovo in the Moscow Region with depths of 2-3 m, where negative factors typical for shallow areas were observed and required measures were required to increase the detection range of underwater targets. In FIG. 2 shows the result of recording a probe signal reflected from a scattering object by one of the receivers 2 in the experiment, taken out 30 m from the emitter 1 in the direction of radiation. That is, the distance from this receiver 2 to the scattering object 3 was 300 m. The distance from the emitter 1 to the scattering object 3 was 330 m. In the experiment, the second receiver was combined with the emitter 1.

На фиг. 2 видно, что до излучения зондирующего сигнала регистрируется естественный шум акватории, а затем выделяется излученный зондирующий сигнал 4 и реверберационные помехи как отклик на зондирующий сигнал 4 со стороны водной среды в виде отражений от дна и водной поверхности. Затем на этом фоне на приемник 2 приходит зондирующий сигнал 5, отраженный от рассеивающего объекта 1. Уровень естественного шума акватории до прихода на вынесенный приемник 2 излученного зондирующего сигнала 5 весьма слабый, судя по левой части рисунка, а фоном, на котором обнаруживается полезный сигнал от рассеивающего объекта 1, являются реверберационные помехи в виде многочисленных отражений зондирующего сигнала от дна и водной поверхности. Поэтому отмеченный на фиг. 2 отраженный от рассеивающего объекта зондирующий сигнал 5, хотя и обнаруживается на одном приемнике 2, вынесенном ближе к рассеивающему объекту 1, но оказывается сильно зашумленным. Результатом же предложенного способа является учет поглощения энергии как непосредственно в водной среде, так и в результате многочисленных отражений сигнала от дна и водной поверхности, определяющих снижение уровня отраженных от рассеивающего объекта сигналов при прохождении расстояний от рассеивающей цели до приемников.In FIG. Figure 2 shows that prior to the emission of the probing signal, the natural noise of the water area is recorded, and then the emitted probing signal 4 and reverberation noise are extracted as a response to the probing signal 4 from the side of the water medium in the form of reflections from the bottom and the water surface. Then, against this background, the probe signal 5 arrives at receiver 2, reflected from the scattering object 1. The natural noise level of the water area before the emitted probe signal 5 arrives at the remote receiver 2 is very weak, judging by the left side of the figure, and the background on which the useful signal from scattering object 1, are reverberation interference in the form of multiple reflections of the probe signal from the bottom and the water surface. Therefore, noted in FIG. 2, the probe signal 5 reflected from the scattering object, although it is detected on one receiver 2, which is located closer to the scattering object 1, is very noisy. The result of the proposed method is to take into account energy absorption both directly in the aqueous medium and as a result of numerous signal reflections from the bottom and the water surface, which determine the decrease in the level of signals reflected from the scattering object when passing distances from the scattering target to the receivers.

Используя же результаты регистрации в по меньшей мере двух точках интенсивности отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала 5, получим при подстановке их в одно или несколько упомянутых уравнений искомую величину потерь энергии гидроакустических сигналов в зондируемой мелководной области. Для упомянутого эксперимента оценка значения коэффициента β на частотах в области 100 кГц, проводимая в течение 3 дней, по совокупности полученных в результате проведения измерений оказалась порядка 140 дБ/км. При сравнении данной величины с пороговой потребовалось изменение типа генерируемого зондирующего сигнала и его длительности. Повторное проведение эксперимента с измененными характеристиками зондирующего сигнала показало существенное увеличение его интенсивности в точках приема (почти в два раза), обеспечивающее наибольшую дальность обнаружения для текущих условий эксперимента. Увеличение интенсивности сигнала способствовало более четкому его выделению на уровне регистрируемых помех, что подтверждает общее повышение помехоустойчивости гидролокационной системы.Using the results of recording at least two points of intensity of the probe signal 5 reflected from the scattering object, when we substitute them into one or more of the above equations, we obtain the desired energy loss of hydroacoustic signals in the probed shallow-water region. For the mentioned experiment, the estimation of the coefficient β at frequencies in the region of 100 kHz, carried out over 3 days, from the totality of measurements obtained as a result of measurements, was about 140 dB / km. When comparing this value with a threshold, a change in the type of the generated probe signal and its duration was required. Repeated experiment with altered characteristics of the probe signal showed a significant increase in its intensity at the receiving points (almost two times), providing the greatest detection range for the current experimental conditions. The increase in signal intensity contributed to a clearer separation of the signal at the level of recorded interference, which confirms the overall increase in noise immunity of the sonar system.

Источники информацииInformation sources

1. Акустика океана / Под ред. Л.М. Бреховских. М.: Наука, 1974. 695 с.1. Acoustics of the ocean / Ed. L.M. Brekhovsky. M .: Nauka, 1974.695 s.

Claims (5)

1. Способ гидролокации в мелководных областях с оперативным контролем изменчивости условий обнаружения подводной цели, заключающийся в продольном волновом зондировании излучателем водной толщи и приеме отраженного от подводной цели зондирующего сигнала, отличающийся тем, что одновременно с обнаружением подводной цели в нем дополнительно осуществляют прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала в по меньшей мере двух точках, расположенных на разном расстоянии от рассеивающего объекта, определяют степень затухания энергии отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала с использованием данных об отношении квадрата расстояния от рассеивающего объекта в одной из упомянутых по меньшей мере двух точек к квадрату расстояния от рассеивающего объекта до другой или других (одной или нескольких) из упомянутых по меньшей мере двух точек, и по результатам сравнения полученного значения энергии с пороговым принимают решение о компенсации негативного влияния присутствующих помех, вызванных изменчивостью условий обнаружения подводной цели, при этом рассеивающий объект располагают в зондируемой области и в качестве рассеивающего объекта используют стационарный наполненный воздухом сферический имитатор цели.1. The method of sonar in shallow areas with operational control of the variability of the conditions for detecting an underwater target, which consists in longitudinal wave sensing by an emitter of a water column and receiving a probe signal reflected from an underwater target, characterized in that, simultaneously with the detection of an underwater target, it additionally receives reflected from a scattering target the probe signal at at least two points located at different distances from the scattering object, determine the degree of attenuation energy of the probe signal reflected from the scattering object using data on the ratio of the square of the distance from the scattering object at one of the at least two points to the square of the distance from the scattering object to the other or the other (one or more) of the at least two points, and based on the results of comparing the obtained energy value with the threshold, they decide to compensate for the negative impact of the present interference caused by the variability of the conditions for detecting an underwater target, when is a scattering object in the probed region, and as a scattering object using air-filled spherical stationary target simulator. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для продольного волнового зондирования используют излучатель зондирующего сигнала, совмещенный с его приемником.2. The method according to p. 1, characterized in that for the longitudinal wave sensing using a probe signal emitter combined with its receiver. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала осуществляют на по меньшей мере два приемника, вынесенных в зондируемую область между излучателем и рассеивающим объектом.3. The method according to p. 1, characterized in that the reception of the probe signal reflected from the scattering object is carried out at least two receivers placed in the probed region between the emitter and the scattering object. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прием отраженного от рассеивающего объекта зондирующего сигнала осуществляют на подвижный приемник.4. The method according to p. 1, characterized in that the reception of the probe signal reflected from the scattering object is carried out on a movable receiver. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в знаменателе отношения интенсивностей зондирующего сигнала используют интенсивность сигнала в наиболее близкой к рассеивающему объекту точке приема.5. The method according to p. 1, characterized in that the denominator of the ratio of the intensities of the probing signal uses the signal intensity at the point of reception closest to the scattering object.
RU2017107939A 2017-03-10 2017-03-10 Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective RU2664869C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107939A RU2664869C1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107939A RU2664869C1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2664869C1 true RU2664869C1 (en) 2018-08-23

Family

ID=63286772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107939A RU2664869C1 (en) 2017-03-10 2017-03-10 Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2664869C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116592711A (en) * 2023-06-09 2023-08-15 广州市声讯电子科技股份有限公司 Dispersing device control system and method based on transmission influence parameters
RU2832756C1 (en) * 2024-05-30 2024-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) System for protecting ships from underwater drones

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2358289C1 (en) * 2007-11-09 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") Method and system of detecting objects during hydrolocation
RU2383899C1 (en) * 2008-10-06 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and system for target acquisition in hydrolocation
RU2488845C1 (en) * 2012-01-30 2013-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Parametric sonar system with function for acquiring acoustic image of targets

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2358289C1 (en) * 2007-11-09 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") Method and system of detecting objects during hydrolocation
RU2383899C1 (en) * 2008-10-06 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and system for target acquisition in hydrolocation
RU2488845C1 (en) * 2012-01-30 2013-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Parametric sonar system with function for acquiring acoustic image of targets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.Н. Тюлин. Основные явления, связанные с распространением акустических волн в морской среде. Л., 1956 г.. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116592711A (en) * 2023-06-09 2023-08-15 广州市声讯电子科技股份有限公司 Dispersing device control system and method based on transmission influence parameters
CN116592711B (en) * 2023-06-09 2024-01-30 广州市声讯电子科技股份有限公司 Dispersing device control system and method based on transmission influence parameters
RU2832756C1 (en) * 2024-05-30 2024-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) System for protecting ships from underwater drones

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2473924C1 (en) Method of detecting and classifying signal from target
CN106154276A (en) Deep seafloor parameter inversion method based on bottom reverberation and propagation loss
RU2603724C2 (en) Method and device to control acoustic characteristics of network of acoustic nodes located along towed acoustic linear antennae
Hines et al. The dependence of signal coherence on sea-surface roughness for high and low duty cycle sonars in a shallow-water channel
RU2664869C1 (en) Method of sonar in shallow water area with operational control of conditions variability when detecting underwater objective
RU2703804C1 (en) Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means
RU2510608C1 (en) Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
Rogers et al. Seabottom acoustic parameters from inversion of Yellow Sea experimental data
Rutenko et al. Monitoring of anthropogenic noise on the shelf of Sakhalin Island during seismic survey research
Lunkov Reverberation of wideband signals in shallow water when using sound focusing
Dosso et al. Studying the sea with sound
Vera et al. The effect of bottom interaction on transmissions from the North Pacific Acoustic Laboratory Kauai source
Lu et al. Experimental results of sediment characterization by processing backscatter envelope of single-beam Sonar
Hefner et al. The impact of the spatial variability of the seafloor on midfrequency sound propagation during the target and reverberation experiment 2013
Grinyuk et al. Experimental study of mode selection in shallow-water sea
Sanjana et al. Acoustic propagation affected by environmental parameters in coastal waters
Zhang Directionality and coherence of underwater noise and their impact on sonar array performance
RU2813634C1 (en) Method for detecting sound-scattering layers in seas and oceans
Keiffer et al. Finite-difference time-domain modeling of low to moderate frequency sea-surface reverberation in the presence of a near-surface bubble layer
RU2603831C1 (en) Method of determination of iceberg lowest point immersion depth
Salin et al. Methods for measuring bistatic characteristics of sound scattering by the ocean bottom and surface
Zhang et al. Modeling of high frequency sound propagation characteristics in Shallow Sea
Jemmott et al. The impact of reverberation on active sonar optimum frequency
Tang et al. A Numerical Simulator for an Autonomous, Bottom-mounted Sonar for Measurement of Mid-Frequency Reverberation
Lunkov et al. Use of a Vertical Receiving Array for Geoacoustic Inversion in a Shallow-Water Waveguide with an Ice Cover